JP5949648B2 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

Description

本発明は、空調対象空間を除湿する空調装置に適用される冷凍サイクル装置に関する。

従来、特許文献１に、車両用空調装置に適用されて、空調対象空間である車室内の冷房を行う冷房モードの冷媒回路、車室内の暖房を行う暖房モードの冷媒回路、および車室内を除湿しながら暖房を行う除湿暖房モードの冷媒回路を切替可能に構成された冷凍サイクル装置が開示されている。

より具体的には、この特許文献１の冷凍サイクル装置は、圧縮機から吐出された高温高圧冷媒と送風空気とを熱交換させる室内凝縮器、室内凝縮器下流側の冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器、室外熱交換器下流側の低圧冷媒と送風空気とを熱交換させる室内蒸発器等の複数の熱交換器を備えている。

そして、冷房モード時には、室外熱交換器にて冷媒を放熱させるとともに、室内蒸発器にて冷媒を蒸発させる冷媒回路に切り替え、暖房モード時には、室内凝縮器にて冷媒を放熱させるとともに、室外熱交換器にて冷媒を蒸発させる冷媒回路に切り替えている。

また、除湿暖房モード時には、室内凝縮器および室外熱交換器の双方にて冷媒を放熱させるとともに、室内蒸発器にて冷媒を蒸発させる冷媒回路に切り替えている。これにより、除湿暖房モード時には、室内蒸発器にて冷却して除湿された送風空気を、室内凝縮器にて再加熱して車室内の除湿暖房を実現している。

さらに、特許文献１の冷凍サイクル装置は、室外熱交換器から流出した冷媒と室内蒸発器から流出した冷媒とを熱交換させる内部熱交換器を備えている。

そして、冷房モード時および除湿暖房モード時に、内部熱交換器にて室外熱交換器から流出した高圧冷媒と室内蒸発器から流出した低圧冷媒とを熱交換させることによって、室内蒸発器の出口側冷媒のエンタルピと入口側冷媒のエンタルピとのエンタルピ差（冷凍能力）を増大させてサイクルの成績係数（ＣＯＰ）を向上させている。

特許第３８４１０３９号公報

ところで、特許文献１の冷凍サイクル装置では、除湿暖房モード時に、室内凝縮器および室外熱交換器の双方にて冷媒を放熱させている。従って、除湿暖房モード時に、室内凝縮器にて送風空気を加熱するために利用することのできる熱量は、室内蒸発器にて吸熱された吸熱量と圧縮機の圧縮仕事量との合計値となる。

また、一般的な車両用空調装置に適用される冷凍サイクル装置では、室内蒸発器の着霜（フロスト）を防止するために、室内蒸発器における冷媒蒸発温度を、少なくとも０℃以上に制御している。

このため、例えば、低外気温時に送風空気として低温の外気を導入した場合等には、室内蒸発器における冷媒蒸発温度と送風空気の温度との温度差が縮小してしまうため、室内蒸発器における冷媒の吸熱量が減少してしまう。その結果、低外気温時の除湿暖房モードでは、室内凝縮器にて送風空気を充分に加熱することができなくなってしまう。

これに対して、除湿暖房モード時にも室外熱交換器にて冷媒を蒸発させて、室外熱交換器にて冷媒が外気から吸熱した熱を送風空気を加熱するために利用することで、送風空気を充分に加熱する手段が考えられる。

しかしながら、室外熱交換器にて冷媒を蒸発させると、冷媒を放熱させる場合に対して、室外熱交換器から流出した冷媒の乾き度が上昇してしまうので、特許文献１の冷凍サイクル装置のように、室外熱交換器から流出した冷媒を内部熱交換器へ流入させる構成では、冷媒が内部熱交換器を流通する際に生じる圧力損失も増加してしまう。

従って、室外熱交換器における冷媒蒸発温度が、室内蒸発器における冷媒蒸発温度よりも上昇してしまい、冷媒が室外熱交換器にて外気から充分な熱を吸熱できなくなってしまう。その結果、除湿暖房モード時に、室外熱交換器にて冷媒を蒸発させても、送風空気を充分に加熱することができなくなってしまう。

上記点に鑑み、本発明は、内部熱交換器を備える冷凍サイクル装置において、空調対象空間の除湿暖房を行う際の送風空気の加熱能力を向上させることを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために案出されたもので、請求項１に記載の発明では、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、圧縮機（１１）から吐出された高圧冷媒と空調対象空間へ送風される送風空気とを熱交換させて送風空気を加熱する放熱器（１２）と、放熱器（１２）から流出した冷媒を減圧させる第１減圧手段（１３ａ）と、第１減圧手段（１３ａ）下流側の冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（１９）と、室外熱交換器（１９）から流出した冷媒を減圧させる第２減圧手段（１３ｂ）と、第２減圧手段（１３ｂ）下流側の低圧冷媒と放熱器（１２）にて加熱される前の送風空気とを熱交換させて送風空気を冷却する蒸発器（２２）とを備えており、
さらに、室外熱交換器（１９）の冷媒出口側から第２減圧手段（１３ｂ）の入口側へ至る冷媒流路を流通する冷媒と蒸発器（２２）の冷媒出口側から圧縮機（１１）の吸入口（１１ａ）側へ至る冷媒流路を流通する冷媒とを熱交換させる内部熱交換器（２１）と、第１減圧手段（１３ａ）から流出した冷媒の気液を分離する気液分離手段（１４）とを備え、
気液分離手段（１４）の液相冷媒流出口（１４ｇ）は、室外熱交換器（１９）の冷媒入口側に接続されており、圧縮機（１１）は、吸入口（１１ａ）から吸入した低圧冷媒を中間圧冷媒となるまで昇圧させる低段側圧縮機構、および中間圧吸入口（１１ｂ）から吸入した冷媒と低段側圧縮機構から吐出された冷媒とを高圧冷媒となるまで昇圧させる高段側圧縮機構を有し、
さらに、気液分離手段（１４）の気相冷媒流出口（１４ｆ）から中間圧吸入口（１１ｂ）側へ気相冷媒を導く気相冷媒通路（１５）と、気相冷媒通路（１５）を開閉する気相冷媒通路開閉手段（１６ａ）と、室外熱交換器（１９）にて冷媒が蒸発していることを判定する蒸発判定手段（Ｓ８１）とを備え、
気相冷媒通路開閉手段（１６ａ）は、蒸発判定手段（Ｓ８１）によって、室外熱交換器（１９）にて冷媒が蒸発していると判定された際に、気相冷媒通路（１５）を開く冷凍サイクル装置を特徴とする。

これによれば、蒸発器（２２）にて送風空気を冷却して除湿し、除湿された送風空気を放熱器（１２）にて加熱して空調対象空間へ送風することができるので、空調対象空間の除湿暖房を行うことができる。

さらに、内部熱交換器（２１）を備えているので、室外熱交換器（１９）にて冷媒を放熱させる際には、内部熱交換器（２１）にて室外熱交換器（１９）から流出した高圧冷媒と蒸発器（２２）から流出した低圧冷媒とを熱交換させることができる。これにより、蒸発器（２２）の出口側冷媒のエンタルピと入口側冷媒のエンタルピとのエンタルピ差（冷凍能力）を増大させてサイクルの成績係数（ＣＯＰ）を向上させることができる。

さらに、気液分離手段（１４）の液相冷媒流出口（１４ｇ）が室外熱交換器（１９）の冷媒入口側に接続されているので、室外熱交換器（１９）へ気液分離手段（１４）にて分離された液相冷媒を流入させることができる。これにより、室外熱交換器（１９）にて冷媒を蒸発させる際に、室外熱交換器（１９）から流出する冷媒の乾き度が上昇してしまうことを抑制でき、室外熱交換器（１９）から流出した冷媒が内部熱交換器（２１）を流通する際の圧力損失の増加を抑制できる。

従って、室外熱交換器（１９）における冷媒蒸発温度が上昇してしまうことを抑制でき、室外熱交換器（１９）にて冷媒が外気から吸熱する吸熱量を増加させることができる。その結果、空調対象空間の除湿暖房を行う際の放熱器（１２）における送風空気の加熱能力を向上させることができる。
さらに、蒸発判定手段（Ｓ８１）によって室外熱交換器（１９）にて冷媒が蒸発していると判定された際に、気相冷媒通路開閉手段（１６ａ）が、気相冷媒通路（１５）を開くので、室外熱交換器（１９）から流出する冷媒の乾き度が上昇してしまうことをより一層効果的に抑制することができる。
また、請求項２に記載の発明では、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（５１）と、圧縮機（５１）から吐出された高圧冷媒と空調対象空間へ送風される送風空気とを熱交換させて送風空気を加熱する放熱器（１２）と、放熱器（１２）から流出した冷媒を減圧させる第１減圧手段（１３ａ）と、第１減圧手段（１３ａ）下流側の冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（１９）と、室外熱交換器（１９）から流出した冷媒を減圧させる第２減圧手段（１３ｂ）と、第２減圧手段（１３ｂ）下流側の低圧冷媒と放熱器（１２）にて加熱される前の送風空気とを熱交換させて送風空気を冷却する蒸発器（２２）とを備えており、
さらに、室外熱交換器（１９）の冷媒出口側から第２減圧手段（１３ｂ）の入口側へ至る冷媒流路を流通する冷媒と蒸発器（２２）の冷媒出口側から圧縮機（５１）の吸入口（５１ａ）側へ至る冷媒流路を流通する冷媒とを熱交換させる内部熱交換器（２１）と、第１減圧手段（１３ａ）から流出した冷媒の気液を分離する気液分離手段（１４）とを備え、
気液分離手段（１４）の液相冷媒流出口（１４ｇ）は、室外熱交換器（１９）の冷媒入口側に接続されており、
さらに、気液分離手段（１４）の気相冷媒流出口（１４ｆ）から吸入口（５１ａ）側へ気相冷媒を導く気相冷媒通路（１５）と、気相冷媒通路（１５）を開閉する気相冷媒通路開閉手段（１６ａ）と、室外熱交換器（１９）にて冷媒が蒸発していることを判定する蒸発判定手段（Ｓ８１）とを備え、
気相冷媒通路開閉手段（１６ａ）は、蒸発判定手段（Ｓ８１）によって、室外熱交換器（１９）にて冷媒が蒸発していると判定された際に、気相冷媒通路（１５）を開く冷凍サイクル装置を特徴とする。
これによれば、請求項１に記載の発明と同様に、空調対象空間の除湿暖房を行う際の放熱器（１２）における送風空気の加熱能力を向上させることができる。さらに、蒸発判定手段（Ｓ８１）によって室外熱交換器（１９）にて冷媒が蒸発していると判定された際に、気相冷媒通路開閉手段（１６ａ）が、気相冷媒通路（１５）を開くので、請求項１に記載の発明と同様に、室外熱交換器（１９）から流出する冷媒の乾き度が上昇してしまうことをより一層効果的に抑制することができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

第１実施形態の冷凍サイクル装置が適用された車両用空調装置の全体構成図である。 第１実施形態の気液分離器の外観斜視図である。 第１実施形態の気液分離器のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。 第１実施形態の車両用空調装置の制御処理を示すフローチャートである。 第１実施形態の車両用空調装置の制御処理の要部を示すフローチャートである。 第１実施形態に係る冷凍サイクル装置の第１除湿暖房モード時の冷媒の状態を示すモリエル線図である。 第１実施形態に係る冷凍サイクル装置の第２除湿暖房モード時の冷媒の状態を示すモリエル線図である。 第２実施形態の冷凍サイクル装置が適用された車両用空調装置の全体構成図である。 第３実施形態の冷凍サイクル装置が適用された車両用空調装置の全体構成図である。

（第１実施形態）
図１〜図７により、本発明の第１実施形態について説明する。本実施形態では、冷凍サイクル装置１０を、内燃機関であるエンジンおよび車両走行用電動モータの双方から車両走行用の駆動力を得るハイブリッド車両の車両用空調装置１に適用している。この冷凍サイクル装置１０は、車両用空調装置１において、空調対象空間である車室内へ送風される送風空気を冷却あるいは加熱する機能を果たすものである。

さらに、本実施形態の冷凍サイクル装置１０は、送風空気を冷却して車室内の冷房を行う冷房モードの冷媒回路、送風空気を加熱して車室内の暖房を行う暖房モードの冷媒回路、冷却して除湿された送風空気を加熱することによって車室内を除湿しながら暖房を行う第１、第２除湿暖房モードの冷媒回路に切替可能に構成されている。

なお、図１では、冷房モードの冷媒回路における冷媒の流れを白抜き矢印で示し、暖房モードの冷媒回路における冷媒の流れを黒塗り矢印で示し、第１除湿暖房モードの冷媒回路における冷媒の流れを斜線ハッチング付き矢印で示し、さらに、第２除湿暖房モードの冷媒回路における冷媒の流れを網掛けハッチング付き矢印で示している。

また、この冷凍サイクル装置１０では、冷媒としてＨＦＣ系冷媒（具体的には、Ｒ１３４ａ）を採用しており、サイクルの高圧側冷媒圧力Ｐｄが冷媒の臨界圧力を超えない蒸気圧縮式の亜臨界冷凍サイクルを構成している。もちろん、ＨＦＯ系冷媒（例えば、Ｒ１２３４ｙｆ）等を採用してもよい。さらに、冷媒には圧縮機１１を潤滑するための冷凍機油が混入されており、冷凍機油の一部は冷媒とともにサイクルを循環している。

冷凍サイクル装置１０の構成機器のうち、圧縮機１１は、車両のボンネット内に配置され、冷凍サイクル装置１０において冷媒を吸入し、圧縮して吐出するものである。この圧縮機１１は、その外殻を形成するハウジングの内部に、低段側圧縮機構と高段側圧縮機構との２つの圧縮機構、および、双方の圧縮機構を回転駆動する電動モータを収容して構成された二段昇圧式の電動圧縮機である。

圧縮機１１のハウジングには、ハウジングの外部から低段側圧縮機構へ低圧冷媒を吸入させる吸入口１１ａ、ハウジングの外部からサイクル内で生成された中間圧冷媒を流入させて低圧から高圧への圧縮過程の冷媒に合流させる中間圧吸入口１１ｂ、および、高段側圧縮機構から吐出された高圧冷媒をハウジングの外部へ吐出させる吐出口１１ｃが設けられている。

より具体的には、中間圧吸入口１１ｂは、低段側圧縮機構の冷媒吐出口側（すなわち、高段側圧縮機構の冷媒吸入口側）に接続されている。また、低段側圧縮機構および高段側圧縮機構は、それぞれスクロール型圧縮機構、ベーン型圧縮機構、ローリングピストン型圧縮機構等の各種形式のものを採用することができる。

電動モータは、後述する空調制御装置４０から出力される制御信号によって、その作動（回転数）が制御されるもので、交流モータ、直流モータのいずれの形式を採用してもよい。そして、この電動モータの回転数制御によって、圧縮機１１の冷媒吐出能力が変更される。従って、本実施形態では、電動モータが圧縮機１１の吐出能力変更手段を構成している。

なお、本実施形態では、２つの圧縮機構を１つのハウジング内に収容した圧縮機１１を採用しているが、圧縮機の形式はこれに限定されない。つまり、中間圧吸入口１１ｂから中間圧冷媒を流入させて低圧から高圧への圧縮過程の冷媒に合流させることが可能であれば、ハウジングの内部に、１つの固定容量型の圧縮機構およびこの圧縮機構を回転駆動する電動モータを収容して構成された電動圧縮機を採用してもよい。

さらに、２つの圧縮機を直列に接続して、低段側に配置される低段側圧縮機の吸入口を吸入口１１ａとし、高段側に配置される高段側圧縮機の吐出口を吐出口１１ｃとし、低段側圧縮機の吐出口と高段側圧縮機との吸入口とを接続する接続部に中間圧吸入口１１ｂを設け、低段側圧縮機と高段側圧縮機との双方によって、１つの二段昇圧式の圧縮機を構成してもよい。

圧縮機１１の吐出口１１ｃには、室内凝縮器１２の冷媒入口側が接続されている。室内凝縮器１２は、後述する車両用空調装置１の室内空調ユニット３０のケーシング３１内に配置され、圧縮機１１（具体的には、高段側圧縮機構）から吐出された高温高圧冷媒と、後述する室内蒸発器２２を通過した送風空気とを熱交換させて、送風空気を加熱する放熱器である。

室内凝縮器１２の冷媒出口側には、室内凝縮器１２から流出した高圧冷媒を中間圧冷媒となるまで減圧させる第１減圧手段としての高段側膨張弁１３ａの入口側が接続されている。この高段側膨張弁１３ａは、変位することによって絞り開度を変更可能に構成された弁体と、この弁体を変位させるステッピングモータからなる電動アクチュエータとを有して構成された電気式の可変絞り機構である。

さらに、高段側膨張弁１３ａは、弁開度（絞り開度）を全開にすることで冷媒減圧作用を殆ど発揮することなく単なる冷媒通路として機能する全開機能付きの可変絞り機構で構成されている。なお、高段側膨張弁１３ａは、空調制御装置４０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。

高段側膨張弁１３ａの出口側には、高段側膨張弁１３ａから流出した冷媒の気液を分離する気液分離手段としての気液分離器１４の冷媒流入口が接続されている。この気液分離器１４の詳細構成については、図２、図３を用いて説明する。なお、図２における上下の各矢印は、気液分離器１４を車両用空調装置１に搭載した状態における上下の各方向を示している。

気液分離器１４は、上下方向に延びる略中空有底円筒状（断面円形状）の本体部１４ａ、高段側膨張弁１３ａから流出した冷媒を流入させる冷媒流入口１４ｅが形成された冷媒流入ポート１４ｂ、分離された気相冷媒を流出させる気相冷媒流出口１４ｆが形成された気相冷媒流出ポート１４ｃ、および分離された液相冷媒を流出させる液相冷媒流出口１４ｇが形成された液相冷媒流出ポート１４ｄ等を有して構成されている。

冷媒流入ポート１４ｂは、本体部１４ａの円筒状側面に接続されており、図３の断面図に示すように、本体部１４ａの円筒状側面の接線方向に延びる冷媒配管によって構成されている。

気相冷媒流出ポート１４ｃは、本体部１４ａの軸方向上側端面（上面）に接続されており、本体部１４ａの内外に亘って本体部１４ａと同軸上に延びる冷媒配管によって構成されている。さらに、気相冷媒流出口１４ｆは、気相冷媒流出ポート１４ｃの上方側端部に形成され、一方、下方側端部は、冷媒流入ポート１４ｂと本体部１４ａとの接続部よりも下方側に位置付けられている。

液相冷媒流出ポート１４ｄは、本体部１４ａの軸方向下側端面（底面）に接続されており、本体部１４ａから下方側へ向かって、本体部１４ａと同軸上に延びる冷媒配管によって構成されている。さらに、液相冷媒流出口１４ｇは、液相冷媒流出ポート１４ｄの下方側端部に形成されている。

従って、冷媒流入ポート１４ａの冷媒流入口１４ｅから流入した冷媒は、図３の断面図に太破線矢印で示すように、本体部１４ａの円筒状内壁面に沿って旋回して流れ、この旋回流によって生じる遠心力の作用によって冷媒の気液が分離される。さらに、分離された液相冷媒が、重力の作用によって本体部１４ａの下方側に落下する。

そして、分離されて下方側に落下した液相冷媒は液相冷媒流出ポート１４ｄの液相冷媒流出口１４ｇから流出し、分離された気相冷媒は気相冷媒流出ポート１４ｃの気相冷媒流出口１４ｆから流出する。つまり、本実施形態の気液分離器１４は、遠心力の作用によって冷媒の気液を分離する遠心分離方式の気液分離器として構成されている。

気液分離器１４の気相冷媒流出口１４ｆには、図１に示すように、気相冷媒通路１５を介して、圧縮機１１の中間圧吸入口１１ｂが接続されている。さらに、気相冷媒通路１５には、気相冷媒通路１５を開閉する気相冷媒通路開閉手段としての気相冷媒通路開閉弁１６ａが配置されている。なお、気相冷媒通路開閉弁１６ａは、空調制御装置４０から出力される制御電圧によって、その作動が制御される電磁弁である。

より詳細には、空調制御装置４０が、気相冷媒通路開閉弁１６ａを開いた際には、気液分離器１４の気相冷媒流出口１４ｆから流出した気相冷媒が圧縮機１１の中間圧吸入口１１ｂ側へ導かれる冷媒回路に切り替えられる。また、空調制御装置４０が、気相冷媒通路開閉弁１６ａを閉じた際には、気液分離器１４の気相冷媒流出口１４ｆから冷媒が流出しない冷媒回路に切り替えられる。従って、本実施形態の気相冷媒通路開閉弁１６ａは、サイクルを循環する冷媒の冷媒回路を切り替える冷媒回路切替手段を構成している。

なお、気相冷媒通路開閉弁１６ａは、気相冷媒通路１５を開いた際に気液分離器１４の気相冷媒出口から圧縮機１１の中間圧吸入口１１ｂ側へ冷媒が流れることのみを許容する逆止弁としての機能を兼ね備えている。これにより、気相冷媒通路開閉弁１６ａが気相冷媒通路１５を開いた際に、圧縮機１１側から気液分離器１４へ冷媒が逆流してしまうことが防止されている。

一方、気液分離器１４の液相冷媒流出口１４ｇには、気液分離器１４にて分離された液相冷媒を減圧させる減圧手段としての中間固定絞り１７の入口側が接続されている。この中間固定絞り１７としては、絞り開度が固定されたノズル、オリフィス、キャピラリチューブ等を採用することができる。中間固定絞り１７の出口側には、室外熱交換器１９の冷媒入口側が接続されている。

さらに、気液分離器１４の液相冷媒流出口１４ｇには、気液分離器１４にて分離された液相冷媒を中間固定絞り１７を迂回させて室外熱交換器１９の冷媒入口側へ導く固定絞り迂回通路１８が接続されている。この固定絞り迂回通路１８には、固定絞り迂回通路１８を開閉する迂回通路開閉弁１６ｂが配置されている。なお、迂回通路開閉弁１６ｂの基本的構成は、気相冷媒通路開閉弁１６ａと同等である。

また、冷媒が迂回通路開閉弁１６ｂを通過する際に生じる圧力損失は、冷媒が中間固定絞り１７を通過する際に生じる圧力損失に対して極めて小さい。従って、空調制御装置４０が迂回通路開閉弁１６ｂを開いた際には、気液分離器１４から流出した液相冷媒が固定絞り迂回通路１８を介して室外熱交換器１９へ流入する。また、空調制御装置４０が迂回通路開閉弁１６ｂを閉じた際には、気液分離器１４から流出した液相冷媒が中間固定絞り１７にて減圧された後に室外熱交換器１９へ流入する。

なお、迂回通路開閉弁１６ｂに代えて、気液分離器１４の液相冷媒流出口１４ｇと中間固定絞り１７入口側とを接続する冷媒回路と、気液分離器１４の液相冷媒流出口１４ｇと固定絞り迂回通路１８入口側とを接続する冷媒回路とを切り替える電気式の三方弁を採用してもよい。また、迂回通路開閉弁１６ｂ、中間固定絞り１７、および固定絞り迂回通路１８に代えて、気液分離器１４の液相冷媒流出口１４ｇから室外熱交換器１９の冷媒入口側へ至る冷媒配管に全開機能付きの可変絞り機構を配置してもよい。

室外熱交換器１９は、ボンネット内に配置されて、内部を流通する冷媒と図示しない送風ファンから送風された外気とを熱交換させるものである。この室外熱交換器１９は、少なくとも冷房モード時には、高圧冷媒を放熱させる機能を果たし、暖房モード時には、低圧冷媒を蒸発させる機能を果たす。

室外熱交換器１９の冷媒出口側には、室外熱交換器１９から流出した冷媒の流れを分岐する分岐部２０ａの冷媒流入口が接続されている。分岐部２０ａは、三方継手で構成されており、３つの流入出口のうち１つを冷媒流入口とし、残りの２つを冷媒流出口としたものである。このような三方継手は、管径の異なる配管を接合して形成してもよいし、金属ブロックや樹脂ブロックに複数の冷媒通路を設けて形成してもよい。

分岐部２０ａの一方の冷媒流出口には、内部熱交換器２１の高圧側冷媒通路２１ａの冷媒入口側が接続されている。さらに、内部熱交換器２１の高圧側冷媒通路２１ａの出口側には、第２減圧手段としての低段側膨張弁１３ｂを介して、室内蒸発器２２の冷媒入口側が接続されている。

内部熱交換器２１は、室外熱交換器１９の冷媒出口側から低段側膨張弁１３ｂの入口側へ至る冷媒流路を流通する冷媒と、室内蒸発器２２の冷媒出口側から圧縮機１１の吸入口１１ａへ至る冷媒流路を流通する冷媒とを熱交換させるものである。

このような内部熱交換器２１としては、室外熱交換器１９から流出した冷媒を流通させる高圧側冷媒通路２１ａを形成する外側管の内側に、室内蒸発器２２から流出した冷媒を流通させる低圧側冷媒通路２１ｂを形成する内側管を配置した二重管方式の熱交換器等を採用することができる。

さらに、本実施形態では、内側管の外周に中心側へ向かって凹んだ螺旋状の溝を形成することによって、内側管の外周面と外側管の内周面との間に螺旋状の高圧側冷媒通路２１ａを形成している。これにより、冷房モード時に比較的密度の高い高圧冷媒が流通する高圧側冷媒通路２１ａの通路断面積を、比較的密度の低い低圧冷媒が流通する低圧側冷媒通路２１ｂの通路断面積よりも小さくして、適切な熱交換を実現可能としている。

低段側膨張弁１３ｂは、室外熱交換器１９の冷媒流れ下流側に配置された内部熱交換器２１の高圧側冷媒通路２１ａから流出した冷媒を減圧させる第２減圧手段であって、その基本的構成は、第１減圧手段と同様である。従って、低段側膨張弁１３ｂは、空調制御装置４０から出力される制御信号によって、その作動が制御される可変絞り機構で構成されている。

さらに、この低段側膨張弁１３ｂは、弁体の絞り開度を全閉にすることで冷媒通路を閉塞して、下流側へ冷媒を流すことを禁止する全閉機能も有している。つまり、低段側膨張弁１３ｂは、内部熱交換器２１の高圧側冷媒通路２１ａの出口側から室内蒸発器２２の冷媒入口側へ至る冷媒流路を閉塞することができる。

室内蒸発器２２は、室内空調ユニット３０のケーシング３１内のうち、室内凝縮器１２の送風空気流れ上流側に配置されている。そして、冷房モード時および第１、第２除湿暖房モード時に低段側膨張弁１３ｂにて減圧された低圧冷媒と、室内凝縮器１２にて加熱される前の送風空気とを熱交換させて、低圧冷媒を蒸発させることによって吸熱作用を発揮させて送風空気を冷却する蒸発器である。

室内蒸発器２２の冷媒出口には、前述した内部熱交換器２１の低圧側冷媒通路２１ｂの入口側が接続されている。さらに、内部熱交換器２１の低圧側冷媒通路２１ｂの出口側には、合流部２０ｂを介してアキュムレータ２３の入口側が接続されている。合流部２０ｂは、分岐部２０ａと同様の構成の三方継手で構成されており、３つの流入出口のうち２つを冷媒流入口とし、残りの１つを冷媒流出口としたものである。

アキュムレータ２３は、その内部に流入した冷媒の気液を分離して、サイクル内の余剰冷媒を蓄える気液分離器である。アキュムレータ２３の気相冷媒流出口には、圧縮機１１の吸入口１１ａ側が接続されている。これにより、圧縮機１１に液相冷媒が吸入されることが抑制され、圧縮機１１の液圧縮が抑制される。

一方、分岐部２０ａの他方の冷媒流出口には、低圧冷媒用通路２４を介して、合流部２０ｂの他方の冷媒流入口が接続されている。低圧冷媒用通路２４は、室外熱交換器１９から流出した冷媒を、内部熱交換器２１、低段側膨張弁１３ｂおよび室内蒸発器２２を迂回させて、アキュムレータ２３の入口側へ導く冷媒通路である。

さらに、この低圧冷媒用通路２４には、低圧冷媒用通路２４を開閉する低圧冷媒用通路開閉弁１６ｃが配置されている。なお、低圧冷媒用通路開閉弁１６ｃの基本的構成は、気相冷媒通路開閉弁１６ａと同等である。

より詳細には、空調制御装置４０が、低圧冷媒用通路開閉弁１６ｃを開き、かつ、低段側膨張弁１３ｂを全閉状態とした際には、室外熱交換器１９から流出した冷媒が分岐部２０ａから低圧冷媒用通路２４側へ流出する冷媒回路に切り替えられる。また、空調制御装置４０が、低圧冷媒用通路開閉弁１６ｃを閉じ、かつ、低段側膨張弁１３ｂを全開状態あるいは減圧作用を発揮する絞り状態とした際には、室外熱交換器１９から流出した冷媒が分岐部２０ａから内部熱交換器２１側へ流出する冷媒回路に切り替えられる。

従って、本実施形態の低圧冷媒用通路開閉弁１６ｃおよび低段側膨張弁１３ｂは、前述した気相冷媒通路開閉弁１６ａとともに、冷媒回路切替手段を構成している。なお、低段側膨張弁１３ｂとして、全閉機能を有していない可変絞り機構を採用する場合には、分岐部２０ａから室内蒸発器２２の冷媒入口側へ至る冷媒通路に、低圧冷媒用通路開閉弁１６ｃ等と同等の構成の開閉手段を配置してもよい。

また、低圧冷媒用通路開閉弁１６ｃおよび分岐部２０ａに代えて、室外熱交換器１９の冷媒出口側と合流部２０ｂとを接続する冷媒回路と、室外熱交換器１９の冷媒出口側と内部熱交換器２１の高圧側冷媒通路２１ａの入口側とを接続する冷媒回路を切り替える電気式の三方弁等を採用してもよい。

次に、室内空調ユニット３０について説明する。室内空調ユニット３０は、冷凍サイクル装置１０によって温度調整された送風空気を車室内へ吹き出すためのもので、車室内最前部の計器盤（インストルメントパネル）の内側に配置されている。さらに、室内空調ユニット３０は、その外殻を形成するケーシング３１の内部に送風機３２、室内蒸発器２２、室内凝縮器１２等を収容して構成されている。

ケーシング３１は、内部に車室内に送風される送風空気の空気通路を形成するもので、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂（例えば、ポリプロピレン）にて成形されている。このケーシング３１内に形成される空気通路の送風空気流れ最上流側には、ケーシング３１内へ内気（車室内空気）と外気（車室外空気）とを切替導入する内外気切替手段としての内外気切替装置３３が配置されている。

内外気切替装置３３は、ケーシング３１内へ内気を導入させる内気導入口および外気を導入させる外気導入口の開口面積を、内外気切替ドアによって連続的に調整して、ケーシング３１内へ導入させる内気の風量と外気の風量との風量割合を連続的に変化させるものである。なお、内外気切替ドアは、図示しない内外気切替ドア駆動用の電動アクチュエータによって駆動され、この電動アクチュエータは、空調制御装置４０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。

内外気切替装置３３の送風空気流れ下流側には、内外気切替装置３３を介して吸入した空気を車室内へ向けて送風する送風機３２が配置されている。この送風機３２は、遠心多翼ファン（シロッコファン）を電動モータにて駆動する電動送風機であって、空調制御装置４０から出力される制御電圧によって回転数（送風空気量）が制御される。

送風機３２の送風空気流れ下流側には、前述の室内蒸発器２２および室内凝縮器１２が、送風空気の流れに対して、この順に配置されている。換言すると、室内蒸発器２２は、室内凝縮器１２に対して、送風空気流れ上流側に配置されている。さらに、ケーシング３１内には、室内蒸発器２２通過後の送風空気を、室内凝縮器１２を迂回して流す冷風バイパス通路３５が設けられている。

また、ケーシング３１内の室内蒸発器２２の空気流れ下流側であって、かつ、室内凝縮器１２および冷風バイパス通路３５の送風空気流れ上流側には、エアミックスドア３４が配置されている。エアミックスドア３４は、室内蒸発器２２を通過した送風空気のうち、室内凝縮器１２を通過させる風量と冷風バイパス通路３５を通過させる風量との風量割合を調整するものである。

さらに、室内凝縮器１２および冷風バイパス通路３５の送風空気流れ下流側には、室内凝縮器１２にて加熱された送風空気と冷風バイパス通路３５を通過して室内凝縮器１２にて加熱されていない送風空気とを混合させる図示しない混合空間が設けられている。また、ケーシング３１内の送風空気流れ最下流部には、混合空間にて混合された送風空気（空調風）を、空調対象空間である車室内へ吹き出す開口穴が設けられている。

具体的には、この開口穴としては、車室内の乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すフェイス開口穴、乗員の足元に向けて空調風を吹き出すフット開口穴、および車両前面窓ガラス内側面に向けて空調風を吹き出すデフロスタ開口穴（いずれも図示せず）が設けられている。これらのフェイス開口穴、フット開口穴およびデフロスタ開口穴の送風空気流れ下流側は、それぞれ空気通路を形成するダクトを介して、車室内に設けられたフェイス吹出口、フット吹出口およびデフロスタ吹出口（いずれも図示せず）に接続されている。

従って、エアミックスドア３４が、室内凝縮器１２を通過させる風量と冷風バイパス通路３５を通過させる風量との風量割合を調整することによって、混合空間にて混合される空調風の温度が調整されて、各吹出口から車室内へ吹き出される空調風の温度が調整される。

つまり、エアミックスドア３４は、車室内へ送風される空調風の温度を調整する温度調整手段を構成している。なお、エアミックスドア３４は、図示しないエアミックスドア駆動用の電動アクチュエータによって駆動され、この電動アクチュエータは、空調制御装置４０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。

また、フェイス開口穴、フット開口穴、およびデフロスタ開口穴の送風空気流れ上流側には、それぞれ、フェイス開口穴の開口面積を調整するフェイスドア、フット開口穴の開口面積を調整するフットドア、デフロスタ開口穴の開口面積を調整するデフロスタドア（いずれも図示せず）が配置されている。

これらのフェイスドア、フットドア、デフロスタドアは、吹出口モードを切り替える吹出口モード切替手段を構成するものであって、リンク機構等を介して、図示しない吹出口モードドア駆動用の電動アクチュエータに連結されて連動して回転操作される。なお、この電動アクチュエータも、空調制御装置４０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。

ここで、吹出口モード切替手段によって切り替えられる吹出口モードとしては、具体的に、フェイス吹出口を全開してフェイス吹出口から車室内乗員の上半身に向けて空気を吹き出すフェイスモード、フェイス吹出口とフット吹出口の両方を開口して車室内乗員の上半身と足元に向けて空気を吹き出すバイレベルモード、フット吹出口を全開するとともにデフロスタ吹出口を小開度だけ開口して、フット吹出口から主に空気を吹き出すフットモード、およびフット吹出口およびデフロスタ吹出口を同程度開口して、フット吹出口およびデフロスタ吹出口の双方から空気を吹き出すフットデフロスタモードがある。

さらに、乗員が操作パネルに設けられた吹出モード切替スイッチをマニュアル操作することによって、デフロスタ吹出口を全開してデフロスタ吹出口から車両フロント窓ガラス内面に空気を吹き出すデフロスタモードとすることもできる。

次に、本実施形態の電気制御部について説明する。空調制御装置４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成され、そのＲＯＭ内に記憶された空調制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、出力側に接続された各種空調制御機器（圧縮機１１、各膨張弁１３ａ、１３ｂ、各開閉弁１６ａ〜１６ｃ、送風機３２等）の作動を制御する。

また、空調制御装置４０の入力側には、空調制御用のセンサ群が接続され、これらのセンサ群の検出信号が入力される。

空調制御用のセンサ群としては、具体的に、車室内温度Ｔｒを検出する内気センサ、外気温Ｔａｍを検出する外気温検出手段としての外気センサ、車室内の日射量Ａｓを検出する日射センサ、室内蒸発器２２からの吹出空気温度（蒸発器温度）Ｔｅを検出する蒸発器吹出温度検出手段としての蒸発器温度センサ４１、室内凝縮器１２出口側冷媒の凝縮器出口側冷媒温度Ｔｃｏを検出する凝縮器出口側冷媒温度検出手段としての凝縮器出口側冷媒温度センサ４２、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒の高圧側冷媒圧力Ｐｄを検出する吐出圧力検出手段としての吐出圧力センサ４３、室外熱交換器１９出口側冷媒の室外器出口側冷媒温度Ｔｓを検出する室外器温度検出手段としての室外器温度センサ４４、車室内へ吹き出す吹出空気温度（車室内吹出空気温度）ＴＡＶを検出する吹出温度検出手段としての吹出空気温度センサ等が接続されている。

なお、本実施形態の蒸発器温度センサ４１は、室内蒸発器２２の熱交換フィン温度を検出しているが、蒸発器温度センサとして、室内蒸発器２２のその他の部位の温度を検出する温度検出手段を採用してもよいし、室内蒸発器２２内を流通する冷媒温度を検出する温度検出手段を採用してもよい。

また、本実施形態の室外器温度センサ４４は、室外熱交換器１９の出口側冷媒の温度を検出しているが、室外器温度センサ４４として、室外熱交換器１９のその他の部位の温度を検出する温度検出手段を採用してもよいし、室外熱交換器１９内を流通する冷媒温度を検出する温度検出手段を採用してもよい。

さらに、空調制御装置４０の入力側には、車室内前部の計器盤付近に配置された図示しない操作パネルが接続され、この操作パネルに設けられた各種操作スイッチからの操作信号が入力される。

操作パネルに設けられた各種操作スイッチとしては、具体的に、車両用空調装置１の自動制御運転を設定あるいは解除するオートスイッチ、車室内の冷房を行うか否かを設定する冷房（Ａ／Ｃスイッチ）、送風機３２の風量をマニュアル設定する風量設定スイッチ、車室内の目標温度Ｔｓｅｔを設定する目標温度設定手段としての温度設定スイッチ、吹出モードをマニュアル設定する吹出モード切替スイッチ等が設けられている。

なお、空調制御装置４０は、その出力側に接続された各種空調制御機器の作動を制御する制御手段が一体に構成されたものであるが、それぞれの制御対象機器の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）が、それぞれの制御対象機器の作動を制御する制御手段を構成している。

例えば、本実施形態では、圧縮機１１の電動モータの作動を制御する構成が吐出能力制御手段を構成し、冷媒流路切替手段１６ａ、１６ｃの作動を制御する構成が冷媒流路制御手段を構成している。もちろん、これらの吐出能力制御手段、冷媒流路制御手段等を空調制御装置４０に対して別体の制御装置として構成してもよい。

次に、図４〜図７を用いて、上記構成における本実施形態の車両用空調装置１の作動について説明する。本実施形態の車両用空調装置１は、前述の如く、冷房モード、暖房モード、さらに、第１、第２除湿暖房モードでの運転を行うことができる。これらの各運転モードの切り替えは、空調制御装置４０が予め記憶している空調制御プログラムを実行することによって切り替えられる。

図４は、空調制御プログラムのメインルーチンとしての制御処理を示すフローチャートである。この制御処理は、操作パネルに設けられた車両用空調装置１の作動スイッチが投入（ＯＮ）されるとスタートする。なお、図４、図５の各フローチャートにおける各制御ステップは、空調制御装置４０が有する各種の機能実現手段を構成している。

まず、ステップＳ１では、フラグ、メモリ、タイマ等の初期化、および、各種空調制御機器の初期位置合わせ等のイニシャライズが行われてステップＳ２へ進む。このステップＳ１の初期化処理では、フラグやメモリのうち、前回の車両用空調装置１の作動終了時に記憶された値が維持されるものもある。

ステップＳ２では、操作パネルの操作信号を読み込み、続くステップＳ３では、空調制御用のセンサ群の検出信号を読み込んでステップＳ４へ進む。ステップＳ４では、ステップＳ２にて読み込まれた操作信号およびステップＳ３にて読み込まれた検出信号に基づいて、車室内へ吹き出される送風空気の目標吹出温度ＴＡＯを算出する。

具体的には、ステップＳ４では、以下数式Ｆ１を用いて目標吹出温度ＴＡＯを算出する。
ＴＡＯ＝Ｋｓｅｔ×Ｔｓｅｔ−Ｋｒ×Ｔｒ−Ｋａｍ×Ｔａｍ−Ｋｓ×Ａｓ＋Ｃ…（Ｆ１）
なお、Ｔｓｅｔは温度設定スイッチによって設定された車室内設定温度、Ｔｒは内気センサによって検出された車室内温度（内気温）、Ｔａｍは外気センサによって検出された外気温、Ａｓは日射センサによって検出された日射量である。また、Ｋｓｅｔ、Ｋｒ、Ｋａｍ、Ｋｓは制御ゲインであり、Ｃは補正用の定数である。

続くステップＳ５では、送風機３２の送風能力（送風量）を決定してステップＳ６へ進む。具体的には、ステップＳ５では、ステップＳ４にて決定された目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め空調制御装置４０に記憶された制御マップを参照して、送風機３２の風量（具体的には、電動モータに印加するブロワモータ電圧）を決定する。

より詳細には、本実施形態では、目標吹出温度ＴＡＯの極低温域および極高温域でブロワモータ電圧を最大値付近の高電圧にして、送風機３２の風量を最大風量付近に制御する。また、目標吹出温度ＴＡＯが極低温域から中間温度域に向かって上昇すると、目標吹出温度ＴＡＯの上昇に応じてブロワモータ電圧を減少させて、送風機３２の風量を減少させる。

さらに、目標吹出温度ＴＡＯが極高温域から中間温度域に向かって低下すると、目標吹出温度ＴＡＯの低下に応じてブロワモータ電圧を減少させて、送風機３２の風量を減少させる。また、目標吹出温度ＴＡＯが所定の中間温度域内に入ると、ブロワモータ電圧を最小値にして送風機３２の風量を最小値にする。

ステップＳ６では、ステップＳ２にて読み込まれた操作信号および目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、運転モードを決定する。具体的には、ステップＳ６では、Ａ／Ｃスイッチが投入（ＯＮ）されており、かつ、目標吹出温度ＴＡＯが予め定めた冷房基準温度αよりも低くなっている場合には、運転モードを冷房モードに決定して、ステップＳ７へ進む。

また、ステップＳ６では、Ａ／Ｃスイッチが投入（ＯＮ）されており、かつ、目標吹出温度ＴＡＯが冷房基準温度α以上となっている場合には、運転モードを除湿暖房モード（具体的には、第１除湿暖房モードおよび第２除湿暖房モードのいずれか一方）に決定して、ステップＳ８へ進む。

また、ステップＳ６では、Ａ／Ｃスイッチが非投入（ＯＦＦ）となっている場合には、運転モードを暖房モードに決定して、ステップＳ９へ進む。ステップＳ７〜Ｓ９では、各運転モードに応じた制御処理が実行されて、ステップＳ１０へ進む。これらのステップＳ７〜Ｓ９の制御処理の詳細内容については後述する。

続くステップＳ１０では、吸込口モード、すなわち内外気切替装置３３の切替状態を決定してステップＳ１１へ進む。具体的には、ステップＳ１０では、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め空調制御装置４０に記憶された制御マップを参照して吸込口モードを決定する。本実施形態では、基本的に外気を導入する外気モードが優先されるが、目標吹出温度ＴＡＯが極低温域となって高い冷房性能を得たい場合等には内気モードが選択される。

ステップＳ１１では、吹出口モードを決定してステップＳ１２へ進む。具体的には、ステップＳ１１では、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め空調制御装置４０に記憶された制御マップを参照して吹出口モードを決定する。本実施形態では、目標吹出温度ＴＡＯが高温域から低温域へと下降するに伴って、吹出口モードをフットモード→バイレベルモード→フェイスモードへと順次切り替える。

ステップＳ１２では、上述のステップＳ６〜Ｓ１１にて決定された制御状態が得られるように、空調制御装置４０から出力側に接続された各種制御対象機器に対して、制御信号および制御電圧が出力される。続くステップＳ１３では、制御周期τの間待機し、制御周期τの経過を判定するとステップＳ２に戻るようになっている。

以上の如く、図４に示すメインルーチンでは、検出信号および操作信号の読み込み→各制御対象機器の制御状態の決定→各制御対象機器に対する制御信号および制御電圧の出力を繰り返し、このメインルーチンは、車両用空調装置１の作動停止が要求される（例えば、作動スイッチがＯＦＦされる）まで実行される。次に、ステップＳ７〜Ｓ９にて実行される各運転モードの詳細について説明する。

（ａ）冷房モード
まず、ステップＳ７にて実行される冷房モードについて説明する。冷房モードでは、空調制御装置４０が、高段側膨張弁１３ａを全開状態とし、低段側膨張弁１３ｂを絞り状態とし、さらに、気相冷媒通路開閉弁１６ａを閉じ、迂回通路開閉弁１６ｂを開き、低圧冷媒用通路開閉弁１６ｃを閉じる。

これにより、冷房モードの冷凍サイクル装置１０では、図１の白抜き矢印に示すように、圧縮機１１→室内凝縮器１２→（高段側膨張弁１３ａ→気液分離器１４→固定絞り迂回通路１８→）室外熱交換器１９→分岐部２０ａ→内部熱交換器２１の高圧側冷媒通路２１ａ→低段側膨張弁１３ｂ→室内蒸発器２２→内部熱交換器２１の低圧側冷媒通路２１ｂ→合流部２０ｂ→アキュムレータ２３→圧縮機１１の順に冷媒を循環させる冷凍サイクルが構成される。

この冷媒回路の構成で、制御ステップＳ４で算出された目標吹出温度ＴＡＯおよびセンサ群の検出信号に基づいて、冷凍サイクル装置１０の各構成機器の作動状態を決定する。

例えば、圧縮機１１の電動モータに出力される制御信号については、以下のように決定される。まず、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め空調制御装置４０に記憶された制御マップを参照して、室内蒸発器２２の目標蒸発器吹出温度ＴＥＯを決定する。この目標蒸発器吹出温度ＴＥＯは、室内蒸発器２２の着霜（フロスト）を防止するため、着霜温度（０℃）よりも高い所定温度（本実施形態では、１℃）以上となるように決定される。

そして、この目標蒸発器吹出温度ＴＥＯと蒸発器温度センサ４１によって検出された室内蒸発器２２からの吹出空気温度（蒸発器温度）Ｔｅとの偏差に基づいて、フィードバック制御手法を用いて室内蒸発器２２からの吹出空気温度Ｔｅが目標蒸発器吹出温度ＴＥＯに近づくように、圧縮機１１の回転数が決定される。

また、低段側膨張弁１３ｂへ出力される制御信号については、低段側膨張弁１３ｂへ流入する冷媒の過冷却度が、目標過冷却度に近づくように決定される。なお、目標過冷却度は、凝縮器出口側冷媒温度センサ４２によって検出された凝縮器出口側冷媒温度Ｔｃｏおよび吐出圧力センサ４３によって検出された高圧側冷媒圧力Ｐｄに基づいて、予め空調制御装置４０に記憶された制御マップを参照して、サイクルの成績係数（ＣＯＰ）が略最大となるように決定される。

また、エアミックスドア駆動用の電動アクチュエータへ出力される制御信号については、エアミックスドア３４が室内凝縮器１２側の空気通路を閉塞し、室内蒸発器２２通過後の送風空気の全流量が冷風バイパス通路３５側を通過するように決定される。なお、冷房モードでは、吹出空気温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯに近づくようにエアミックスドア３４の開度を制御してもよい。そして、上記の如く決定された制御信号等がメインルーチンのステップＳ１２にて各種空調制御機器へ出力される。

従って、冷房モードの冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１１の吐出口１１ｃから吐出された高温高圧冷媒が室内凝縮器１２へ流入する。この際、エアミックスドア３４が室内凝縮器１２の空気通路を閉塞しているので、室内凝縮器１２へ流入した冷媒は殆ど送風空気へ放熱することなく、室内凝縮器１２から流出していく。

室内凝縮器１２から流出した冷媒は、高段側膨張弁１３ａ→気液分離器１４→固定絞り迂回通路１８の順に流れて室外熱交換器１９へ流入する。より詳細には、室内凝縮器１２から流出した冷媒は、高段側膨張弁１３ａが全開状態となっているので、高段側膨張弁１３ａにて殆ど減圧されることなく、気液分離器１４の冷媒流入口１４ｅから気液分離器１４内へ流入する。

この際、室内凝縮器１２では冷媒が殆ど送風空気へ放熱することがないので、気液分離器１４へ流入する冷媒は気相状態となる。従って、気液分離器１４では冷媒の気液が分離されることなく、液相冷媒流出口１４ｇから気相冷媒が流出していく。さらに、気相冷媒通路開閉弁１６ａが閉じられているので、気相冷媒流出口１４ｆから冷媒が流出することはない。

気液分離器１４の液相冷媒流出口１４ｇから流出した気相冷媒は、迂回通路開閉弁１６ｂが開いているので、固定絞り迂回通路１８を介して室外熱交換器１９へ流入する。室外熱交換器１９へ流入した冷媒は、送風ファンから送風された外気と熱交換して放熱し、目標過冷却度となるまで冷却される。

室外熱交換器１９から流出した冷媒は、低圧冷媒用通路開閉弁１６ｃが閉じ、かつ、低段側膨張弁１３ｂが絞り状態となっているので、分岐部２０ａを介して内部熱交換器２１の高圧側冷媒通路２１ａへ流入する。内部熱交換器２１の高圧側冷媒通路２１ａへ流入した高圧冷媒は、低圧側冷媒通路２１ｂを流通する低圧冷媒と熱交換して、そのエンタルピをさらに低下させる。

内部熱交換器２１の高圧側冷媒通路２１ａから流出した冷媒は、絞り状態となっている低段側膨張弁１３ｂへ流入して低圧冷媒となるまで減圧される。そして、低段側膨張弁１３ｂにて減圧された低圧冷媒は、室内蒸発器２２へ流入し、送風機３２から送風された送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、送風空気が冷却される。

室内蒸発器２２から流出した冷媒は、内部熱交換器２１の低圧側冷媒通路２１ｂへ流入し、高圧側冷媒通路２１ａを流通する冷媒と熱交換して、そのエンタルピを上昇させる。内部熱交換器２１の低圧側冷媒通路２１ｂから流出した冷媒は、合流部２０ｂを介して、アキュムレータ２３へ流入して気液分離される。そして、アキュムレータ２３にて分離された気相冷媒が圧縮機１１の吸入口１１ａから吸入されて低段側圧縮機構および高段側圧縮機構にて再び圧縮される。

以上の如く、冷房モードでは、室外熱交換器１９にて冷媒を放熱させ、室内蒸発器２２にて冷媒を蒸発させる冷凍サイクルを構成し、室内蒸発器２２にて冷却された送風空気を車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の冷房を実現することができる。なお、冷房モードでは、気相冷媒通路開閉弁１６ａが閉じているので、圧縮機１１は単段昇圧式の圧縮機として機能する。

さらに、本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、冷房モード時に、内部熱交換器２１にて室外熱交換器１９から流出した高圧冷媒と室内蒸発器２２から流出した低圧冷媒とを熱交換させる冷媒回路に切り替えられる。これにより、室内蒸発器２２の出口側冷媒のエンタルピと入口側冷媒のエンタルピとのエンタルピ差（冷凍能力）を増大させて、冷凍サイクル装置１０のＣＯＰを向上させることができる。

（ｂ）暖房モード
次に、除湿暖房モードに先立ってステップＳ９にて実行される暖房モードについて説明する。暖房モードでは、空調制御装置４０が、高段側膨張弁１３ａを絞り状態とし、低段側膨張弁１３ｂを全閉状態とし、さらに、気相冷媒通路開閉弁１６ａを開き、迂回通路開閉弁１６ｂを閉じ、低圧冷媒用通路開閉弁１６ｃを開く。

これにより、暖房モードの冷凍サイクル装置１０では、図１の黒塗り矢印に示すように、圧縮機１１→室内凝縮器１２→高段側膨張弁１３ａ→気液分離器１４→中間固定絞り１７→室外熱交換器１９→分岐部２０ａ→低圧冷媒用通路２４→合流部２０ｂ→アキュムレータ２３→圧縮機１１の順に冷媒を循環させるとともに、気液分離器１４の気相冷媒流出口１４ｆから圧縮機１１の中間圧吸入口１１ｂへ気相冷媒を流入させる、いわゆるガスインジェクションサイクルが構成される。

この冷媒回路の構成で、目標吹出温度ＴＡＯおよびセンサ群の検出信号に基づいて、冷凍サイクル装置１０の各構成機器の作動状態を決定する。

例えば、圧縮機１１の電動モータに出力される制御信号については、次のように決定される。まず、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め空調制御装置４０に記憶された制御マップを参照して、高圧側冷媒圧力Ｐｄの目標高圧Ｔｐｄを決定する。そして、この目標高圧Ｔｐｄと高圧側冷媒圧力Ｐｄとの偏差に基づいて、フィードバック制御手法を用いて高圧側冷媒圧力Ｐｄが目標高圧Ｔｐｄに近づくように、圧縮機１１の回転数が決定される。

また、高段側膨張弁１３ａへ出力される制御信号については、高段側膨張弁１３ａへ流入する冷媒の過冷却度が、目標過冷却度に近づくように決定される。また、エアミックスドア駆動用の電動アクチュエータへ出力される制御信号については、エアミックスドア３４が冷風バイパス通路３５側の空気通路を閉塞し、室内蒸発器２２通過後の送風空気の全流量が室内凝縮器１２側を通過するように決定される。そして、上記の如く決定された制御信号等がメインルーチンのステップＳ１２にて各種空調制御機器へ出力される。

従って、暖房モードの冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１１の吐出口１１ｃから吐出された高温高圧冷媒が室内凝縮器１２へ流入する。室内凝縮器１２へ流入した冷媒は、送風機３２から送風されて室内蒸発器２２を通過した送風空気と熱交換して放熱する。これにより、送風空気が加熱される。室内凝縮器１２から流出した冷媒は、高段側膨張弁１３ａにて中間圧冷媒となるまで減圧される。

高段側膨張弁１３ａにて減圧された中間圧冷媒は、気液分離器１４へ流入して気液分離される。気液分離器１４にて分離された気相冷媒は、気相冷媒通路開閉弁１６ａが開いているので、気相冷媒流出口１４ｆから気相冷媒通路１５を介して圧縮機１１の中間圧吸入口１１ｂへ流入し、低段側圧縮機構から吐出された中間圧冷媒と合流して、高段側圧縮機構へ吸入される。

一方、気液分離器１４にて分離された液相冷媒は、迂回通路開閉弁１６ｂが閉じているので、液相冷媒流出口１４ｇから中間固定絞り１７側へ流入し、中間固定絞り１７にて低圧冷媒となるまで減圧される。中間固定絞り１７から流出した冷媒は、室外熱交換器１９へ流入して、送風ファンから送風された外気と熱交換して吸熱する。

室外熱交換器１９から流出した冷媒は、低圧冷媒用通路開閉弁１６ｃが開き、かつ、低段側膨張弁１３ｂが全閉状態となっているので、分岐部２０ａ、低圧冷媒用通路２４および合流部２０ｂを介して、アキュムレータ２３へ流入して気液分離される。アキュムレータ２３にて分離された気相冷媒は、圧縮機１１の吸入口１１ａから吸入されて低段側圧縮機構および高段側圧縮機構にて再び圧縮される。

以上の如く、暖房モードでは、室内凝縮器１２にて冷媒を放熱させ、室外熱交換器１９にて冷媒を蒸発させる冷凍サイクルを構成し、室内凝縮器１２にて加熱された送風空気を車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の暖房を実現することができる。

さらに、本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、暖房モード時に、冷媒を多段階に昇圧して、サイクル内で生成された中間圧冷媒を低段側圧縮機構から吐出された冷媒と合流させて高段側圧縮機構へ吸入させるガスインジェクションサイクルを構成する冷媒回路に切り替えられる。これにより、圧縮機１１の機械効率（圧縮効率）を向上させて、ＣＯＰを向上させることができる。

（ｃ）除湿暖房モード
次に、ステップＳ８にて実行される除湿暖房モードについて説明する。前述の如く、本実施形態の除湿暖房モードには、第１除湿暖房モードと第２除湿暖房モードがある。この第１除湿暖房モードと第２除湿暖房モードとの切り替えは、ステップＳ８にて図５の制御処理が実行されることによって行われる。なお、図５に示す制御処理は、上述したメインルーチンのサブルーチンとして実行される。

まず、ステップＳ８１では、室外熱交換器１９にて冷媒が蒸発しているか否かを判定する。具体的には、このステップＳ８１では、室外器温度センサ４４にて検出された室外器出口側冷媒温度Ｔｓが外気温Ｔａｍよりも低くなっている場合には、室外熱交換器１９にて冷媒が蒸発していると判定する。従って、本実施形態の制御ステップＳ８１は、特許請求の範囲に記載された蒸発判定手段を構成している。

そして、ステップＳ８１にて、室外熱交換器１９にて冷媒が蒸発していないと判定された場合には、ステップＳ８２へ進み、運転モードを第１除湿暖房モードに決定してメインルーチンに戻る。一方、ステップＳ８１にて、室外熱交換器１９にて冷媒が蒸発していると判定された場合には、ステップＳ８３へ進み、運転モードを第２除湿暖房モードに決定してメインルーチンに戻る。次に、ステップＳ８２、Ｓ８３にて実行される第１、第２除湿暖房モードの詳細について説明する。

（ｃ−１）第１除湿暖房モード
第１除湿暖房モードでは、空調制御装置４０が、高段側膨張弁１３ａおよび低段側膨張弁１３ｂを絞り状態とし、さらに、気相冷媒通路開閉弁１６ａを閉じ、迂回通路開閉弁１６ｂを開き、低圧冷媒用通路開閉弁１６ｃを閉じる。

これにより、第１除湿暖房モードの冷凍サイクル装置１０では、図１の斜線ハッチング付き矢印に示すように、圧縮機１１→室内凝縮器１２→高段側膨張弁１３ａ→（気液分離器１４→固定絞り迂回通路１８→）室外熱交換器１９→分岐部２０ａ→内部熱交換器２１の高圧側冷媒通路２１ａ→低段側膨張弁１３ｂ→室内蒸発器２２→内部熱交換器２１の低圧側冷媒通路２１ｂ→合流部２０ｂ→アキュムレータ２３→圧縮機１１の順に冷媒を循環させる冷凍サイクルが構成される。

この冷媒回路の構成で、制御ステップＳ４で算出された目標吹出温度ＴＡＯおよびセンサ群の検出信号に基づいて、冷凍サイクル装置１０の各構成機器の作動状態を決定する。例えば、圧縮機１１の電動モータに出力される制御信号については、冷房モードと同様に決定される。また、エアミックスドア駆動用の電動アクチュエータへ出力される制御信号については、吹出空気温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯに近づくように決定される。

また、高段側膨張弁１３ａおよび低段側膨張弁１３ｂについては、目標吹出温度ＴＡＯに応じて変更している。具体的には、目標吹出温度ＴＡＯの上昇に伴って、高段側膨張弁１３ａの絞り開度を減少させるとともに、低段側膨張弁１３ｂの絞り開度を増加させる。そして、上記の如く決定された制御信号等がメインルーチンの制御ステップＳ１２にて各種空調制御機器へ出力される。

従って、第１除湿暖房モードの冷凍サイクル装置１０では、図６のモリエル線図に示すように、圧縮機１１の吐出口１１ｃから吐出された高温高圧冷媒（図６のａ６点）が室内凝縮器１２へ流入し、室内蒸発器２２にて冷却されて除湿された送風空気の一部と熱交換して放熱する（図６のａ６点→ｂ６点）。これにより、送風空気の一部が加熱されて吹出空気温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯに近づく。

室内凝縮器１２から流出した冷媒は、高段側膨張弁１３ａへ流入して減圧される（図６のｂ６点→ｃ６点）。ここで、第１除湿暖房モードでは、蒸発判定手段を構成する制御ステップＳ８１の説明から明らかなように、高段側膨張弁１３ａから流出した冷媒の温度が外気温Ｔａｍ以上となる範囲で、高段側膨張弁１３ａの絞り開度が調整されている。

高段側膨張弁１３ａから流出した冷媒は、気液分離器１４へ流入して気液分離される。この際、第１除湿暖房モードでは、気相冷媒通路開閉弁１６ａが閉じているので、分離された気相冷媒が気相冷媒流出口１４ｆから流出することはなく、分離された液相冷媒（図６のｄ６点）が気相冷媒に対して優先的に液相冷媒流出口１４ｇから流出する。

気液分離器１４の液相冷媒流出口１４ｇから流出した冷媒は、迂回通路開閉弁１６ｂが開いているので、固定絞り迂回通路１８を介して室外熱交換器１９へ流入する。室外熱交換器１９へ流入した冷媒は、送風ファンから送風された外気と熱交換して放熱する（図６のｄ６点→ｇ６点）。

室外熱交換器１９から流出した冷媒は、低圧冷媒用通路開閉弁１６ｃが閉じているので、分岐部２０ａを介して内部熱交換器２１の高圧側冷媒通路２１ａへ流入する。内部熱交換器２１の高圧側冷媒通路２１ａへ流入した高圧冷媒は、低圧側冷媒通路２１ｂを流通する低圧冷媒と熱交換して、そのエンタルピをさらに低下させる（図６のｇ６点→ｈ６点）。

内部熱交換器２１の高圧側冷媒通路２１ａから流出した冷媒は、絞り状態となっている低段側膨張弁１３ｂへ流入して低圧冷媒となるまで減圧される（図６のｈ６点→ｉ６点）。低段側膨張弁１３ｂにて減圧された低圧冷媒は、室内蒸発器２２へ流入し、送風機３２から送風された送風空気から吸熱して蒸発する（図６のｉ６点→ｊ６点）。これにより、送風空気が冷却されて除湿される。

室内蒸発器２２から流出した冷媒は、内部熱交換器２１の低圧側冷媒通路２１ｂへ流入し、高圧側冷媒通路２１ａを流通する冷媒と熱交換して、そのエンタルピを上昇させる（図６のｊ６点→ｋ６点）。内部熱交換器２１の低圧側冷媒通路２１ｂから流出した冷媒は、合流部２０ｂを介して、アキュムレータ２３へ流入して気液分離される。

アキュムレータ２３にて分離された気相冷媒（図６のＬ６点）は、圧縮機１１の吸入口１１ａから吸入されて低段側圧縮機構および高段側圧縮機構にて再び圧縮される（図６のＬ６点→ａ６点）。

以上の如く、第１除湿暖房モードでは、室内凝縮器１２および室外熱交換器１９にて冷媒を放熱させ、室内蒸発器２２にて冷媒を蒸発させる冷凍サイクルを構成し、室内蒸発器２２にて冷却して除湿された送風空気を室内凝縮器１２にて再加熱して車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の除湿暖房を実現することができる。

（ｃ−２）第２除湿暖房モード
第２除湿暖房モードでは、空調制御装置４０が、高段側膨張弁１３ａを絞り状態とし、低段側膨張弁１３ｂを全開状態とし、さらに、気相冷媒通路開閉弁１６ａを開き、迂回通路開閉弁１６ｂを閉じ、低圧冷媒用通路開閉弁１６ｃを閉じる。

これにより、第２除湿暖房モードの冷凍サイクル装置１０では、図１の網掛けハッチング付き矢印に示すように、圧縮機１１→室内凝縮器１２→高段側膨張弁１３ａ→気液分離器１４→中間固定絞り１７→室外熱交換器１９→分岐部２０ａ→内部熱交換器２１の高圧側冷媒通路２１ａ→低段側膨張弁１３ｂ→室内蒸発器２２→内部熱交換器２１の低圧側冷媒通路２１ｂ→合流部２０ｂ→アキュムレータ２３→圧縮機１１の順に冷媒を循環させるとともに、気液分離器１４の気相冷媒流出口１４ｆから圧縮機１１の中間圧吸入口１１ｂへ気相冷媒を流入させるガスインジェクションサイクルが構成される。

この冷媒回路の構成で、制御ステップＳ４で算出された目標吹出温度ＴＡＯおよびセンサ群の検出信号に基づいて、第１除湿暖房モードと同様に、冷凍サイクル装置１０の各構成機器の作動状態を決定する。そして、上記の如く決定された制御信号等がメインルーチンのステップＳ１２にて各種空調制御機器へ出力される。

従って、第２除湿暖房モードの冷凍サイクル装置１０では、図７のモリエル線図に示すように、圧縮機１１の吐出口１１ｃから吐出された高温高圧冷媒（図７のａ７点）が室内凝縮器１２へ流入し、室内蒸発器２２にて冷却されて除湿された送風空気の一部と熱交換して放熱する（図７のａ７点→ｂ７点）。これにより、送風空気の一部が加熱されて吹出空気温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯに近づく。

室内凝縮器１２から流出した冷媒は、高段側膨張弁１３ａへ流入して減圧される（図７のｂ７点→ｃ７点）。ここで、第２除湿暖房モードでは、蒸発判定手段を構成する制御ステップＳ８１の説明から明らかなように、高段側膨張弁１３ａから流出した冷媒の温度が外気温Ｔａｍより低くなる範囲で、高段側膨張弁１３ａの絞り開度が調整されている。

このことは、第２除湿暖房モードでは、同一外気温Ｔａｍ時の第１除湿暖房モードよりも、高段側膨張弁１３ａの絞り開度が減少していることを意味している。つまり、本実施形態の冷凍サイクル装置１０は、目標吹出温度ＴＡＯの上昇に伴って、第１除湿暖房モードから第２除湿暖房モードへ移行するように構成されている。

高段側膨張弁１３ａから流出した冷媒は、気液分離器１４へ流入して気液分離される（図７のｃ７点→ｅ７点、ｃ７点→ｄ７点）。気液分離器１４にて分離された気相冷媒（図７のｅ７点）は、気相冷媒通路開閉弁１６ａが開いているので、気相冷媒流出口１４ｆから気相冷媒通路１５を介して圧縮機１１の中間圧吸入口１１ｂへ流入し、低段側圧縮機構から吐出された中間圧冷媒と合流して高段側圧縮機構へ吸入される（図７のｍ７点）。

一方、気液分離器１４にて分離された液相冷媒（図７のｄ７点）は、迂回通路開閉弁１６ｂが閉じているので、液相冷媒流出口１４ｇから中間固定絞り１７側へ流入し、中間固定絞り１７にて減圧膨張される（図７のｄ７点→ｆ７点）。中間固定絞り１７から流出した冷媒は、室外熱交換器１９へ流入して、送風ファンから送風された外気と熱交換して吸熱する（図７のｆ７点→ｇ７点）。

室外熱交換器１９から流出した冷媒は、低圧冷媒用通路開閉弁１６ｃが閉じているので、分岐部２０ａを介して内部熱交換器２１の高圧側冷媒通路２１ａへ流入する。この際、低段側膨張弁１３ｂが全開状態となっているので、内部熱交換器２１の高圧側冷媒通路２１ａへ流入する冷媒と低圧側冷媒通路２１ｂを流通する冷媒との温度差は比較的小さくなっている。

従って、内部熱交換器２１の高圧側冷媒通路２１ａへ流入した冷媒は、低圧側冷媒通路２１ｂを流通する冷媒と殆ど熱交換することなく、高圧側冷媒通路２１ａを流通する際に生じる圧力損失分だけ圧力低下する（図７のｇ７点→ｈ７点）。

内部熱交換器２１の高圧側冷媒通路２１ａから流出した冷媒は、低段側膨張弁１３ｂを介して、室内蒸発器２２へ流入する。この際、低段側膨張弁１３ｂが全開状態となっているので、内部熱交換器２１の高圧側冷媒通路２１ａから流出した冷媒は、低段側膨張弁１３ｂにて殆ど減圧されることなく、室内蒸発器２２へ流入する。

室内蒸発器２２へ流入した冷媒は、送風機３２から送風された送風空気から吸熱して蒸発する（図７のｈ７点→ｊ７点）。これにより、送風空気が冷却されて除湿される。室内蒸発器２２から流出した冷媒は、内部熱交換器２１の低圧側冷媒通路２１ｂおよび合流部２０ｂを介して、アキュムレータ２３へ流入して気液分離される。

そして、アキュムレータ２３にて分離された気相冷媒（図７のＬ７点）が、圧縮機１１の吸入口１１ａから吸入されて低段側圧縮機構にて圧縮される（図７のＬ７点→ｎ７点）。圧縮機１１の低段側圧縮機構にて圧縮された中間圧冷媒は、気液分離器１４にて分離された気相冷媒（図７のｅ７点）と合流して（図７のｎ７点→ｍ７点、ｅ７点→ｍ７点）、高段側圧縮機構にて圧縮される（図７のｍ７点→ａ７点）。

以上の如く、第２除湿暖房モードでは、室内凝縮器１２にて冷媒を放熱させ、室外熱交換器１９および室内蒸発器２２にて冷媒を蒸発させる冷凍サイクルを構成し、室内蒸発器２２にて冷却して除湿された送風空気を室内凝縮器１２にて再加熱して車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の除湿暖房を実現することができる。

さらに、本実施形態の冷凍サイクル装置１０は、第２除湿暖房モード時に、ガスインジェクションサイクルを構成する冷媒回路に切り替えられるので、暖房モード時と同様に、ＣＯＰを向上させることができる。

本実施形態の車両用空調装置１によれば、以上説明したように、冷凍サイクル装置１０の冷媒回路を切り替えることによって、冷凍サイクル装置１０に高いＣＯＰを発揮させながら車室内の冷房、暖房、および除湿暖房を行うことができ、車室内の快適な空調を実現することができる。

さらに、本実施形態の冷凍サイクル装置１０によれば、目標吹出温度ＴＡＯの上昇に伴って、第１除湿暖房モードから第２除湿暖房モードへ切り替えるので、車室内の除湿暖房を行う際に、室内凝縮器１２における送風空気の加熱能力を効果的に向上させることができる。

このことをより詳細に説明すると、第２除湿暖房モードでは、室外熱交換器１９にて冷媒を蒸発させるので、室外熱交換器１９にて冷媒が外気から吸熱した熱を、室内凝縮器１２にて送風空気を加熱するために利用することができる。従って、第２除湿暖房モードでは、第１除湿暖房モードよりも送風空気の加熱能力の効果的な向上が期待される。

ところが、本実施形態の如く、室外熱交換器１９から流出した冷媒を内部熱交換器２１の高圧側冷媒通路２１ａへ流入させる構成では、室外熱交換器１９にて冷媒を蒸発させると、室外熱交換器１９にて冷媒を放熱させる場合に対して、室外熱交換器１９から内部熱交換器２１の高圧側冷媒通路２１ａへ流出する冷媒の乾き度が上昇してしまう。

そして、乾き度の高い冷媒を内部熱交換器２１の高圧側冷媒通路２１ａへ流入させると、この冷媒が高圧側冷媒通路２１ａを流通する際に生じる圧力損失が増加して、室外熱交換器１９における冷媒蒸発温度が、室内蒸発器２２における冷媒蒸発温度よりも大きく上昇してしまうおそれがある。

さらに、室外熱交換器１９における冷媒蒸発温度が上昇して、外気温Ｔａｍとの温度差が縮小してしまうと、冷媒が室外熱交換器１９にて外気から充分な熱を吸熱できなくなってしまう。その結果、室外熱交換器１９にて冷媒を蒸発させても、室内凝縮器１２における冷媒の加熱能力を向上できなくなってしまうことが懸念される。

加えて、本実施形態の如く、室内蒸発器２２における冷媒蒸発温度を着霜温度より高い温度に制御する構成では、冷媒が内部熱交換器２１の高圧側冷媒通路２１ａを流通する際に生じる圧力損失が増加すると、室外熱交換器１９における冷媒蒸発温度と外気温Ｔａｍとの温度差が縮小してしまいやすい。

これに対して、本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、気液分離器１４を備えており、この気液分離器１４の液相冷媒流出口１４ｇが室外熱交換器１９の冷媒入口側に接続されているので、気液分離器１４にて分離された液相冷媒を、気相冷媒に対して優先的に室外熱交換器１９へ流入させることができる。

これにより、室外熱交換器１９にて冷媒を蒸発させる第２除湿暖房モード時に、室外熱交換器１９から流出する冷媒の乾き度が上昇してしまうことを抑制でき、室外熱交換器１９から流出した冷媒が内部熱交換器２１の高圧側冷媒通路２１ａを流通する際の圧力損失の増加を抑制できる。具体的には、図７のモリエル線図のｇ７点とｈ７点との圧力差が増大してしまうことを抑制できる。

従って、室外熱交換器１９における冷媒蒸発温度が上昇してしまうことを抑制でき、室外熱交換器１９にて冷媒が外気から吸熱する吸熱量を増加させることができる。その結果、第２除湿暖房モード時に、室内凝縮器１２における送風空気の加熱能力を効果的に向上させることができる。

また、本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１１として、低段側圧縮機構および高段側圧縮機構を有する二段昇圧式の圧縮機を採用し、少なくとも第２除湿暖房モード時に、気相冷媒通路開閉弁１６ａが気相冷媒通路１５を開くので、気液分離器１４にて分離された気相冷媒を圧縮機１１の中間圧吸入口１１ｂへ導くことができる。

従って、第２除湿暖房モード時に、気液分離器１４の液相冷媒流出口１４ｇから液相冷媒に混じって気相冷媒が流出してしまうことを抑制して、室外熱交換器１９から流出する冷媒の乾き度が上昇してしまうことをより一層効果的に抑制できる。

また、本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、蒸発判定手段を構成する制御ステップＳ７にて、室外熱交換器１９にて冷媒が蒸発していると判定された際に、気相冷媒通路開閉弁１６ａを開くので、第２除湿暖房モード時に、室外熱交換器１９へ流入する冷媒を確実に液相冷媒とすることができる。

さらに、蒸発判定手段を構成する制御ステップＳ８１では、具体的に、室外器温度センサ４４にて検出された室外器出口側冷媒温度Ｔｓが外気温Ｔａｍよりも低くなっている場合に、室外熱交換器１９にて冷媒が蒸発していると判定しているので、極めて簡素な構成で、精度良く室外熱交換器１９にて冷媒が蒸発していることを判定できる。

また、本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、高段側膨張弁１３ａとして、可変絞り機構を採用しているので、第１、第２除湿暖房モード時に、目標吹出温度ＴＡＯの上昇に伴って、高段側膨張弁１３ａの絞り開度を減少させることができる。

これにより、第１除湿暖房モードでは、目標吹出温度ＴＡＯの上昇に伴って、室外熱交換器１９へ流入する冷媒の温度を低下させて室外熱交換器１９における冷媒の放熱量を低減させることができる。その結果、目標吹出温度ＴＡＯの上昇に伴って、室内凝縮器１２における冷媒圧力を上昇させることができ、室内凝縮器１２における送風空気の加熱能力を向上させることができる。

また、第２除湿暖房モードでは、目標吹出温度ＴＡＯの上昇に伴って、室外熱交換器１９における冷媒蒸発温度を低下させて室外熱交換器１９における冷媒の吸熱量を増加させることができる。その結果、目標吹出温度ＴＡＯの上昇に伴って、室内凝縮器１２にて送風空気を加熱するために利用することのできる熱量を増加させることができるので、室内凝縮器１２における送風空気の加熱能力を向上させることができる。

また、本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、低段側膨張弁１３ｂとして、可変絞り機構を採用しているので、第２除湿暖房モード時に、低段側膨張弁１３ｂを全開とすることができる。これにより、第２除湿暖房モード時に、室外熱交換器１９における冷媒蒸発温度と室内蒸発器２２における冷媒蒸発温度との温度差が拡大してしまうことを抑制できる。

（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態に対して、図８の全体構成図に示すように、冷凍サイクル装置１０ａの構成を変更した例を説明する。

具体的には、本実施形態の冷凍サイクル装置１０ａでは、圧縮機５１として、固定容量型の圧縮機構を電動モータで回転駆動することによって、吸入口５１ａから吸入した冷媒を圧縮して吐出口５１ｃから吐出する単段昇圧式の電動圧縮機が採用されている。なお、圧縮機５１の回転数（冷媒吐出能力）は、第１実施形態の圧縮機１１と同様に、空調制御装置４０から出力される制御信号によって制御される。

また、本実施形態の気相冷媒通路１５は、気液分離器１４の気相冷媒流出口１４ｆと圧縮機５１の吸入口５１ａ側とを接続している。さらに、冷凍サイクル装置１０ａでは、固定絞り迂回通路１８および迂回通路開閉弁１６ｂを廃止するとともに、中間固定絞り１７を気相冷媒通路１５に配置している。その他の構成は第１実施形態と同様である。

次に、上記構成における本実施形態の作動について説明する。本実施形態の車両用空調装置１の基本的な作動は、第１実施形態と同様である。従って、第１実施形態と同様に、冷房モード、暖房モード、そして、第１、第２除湿暖房モードでの運転が実行される。以下に各運転モードについて説明する。

（ａ）冷房モード
本実施形態の冷房モードでは、空調制御装置４０が、高段側膨張弁１３ａを全開状態とし、低段側膨張弁１３ｂを絞り状態とし、さらに、気相冷媒通路開閉弁１６ａを閉じ、低圧冷媒用通路開閉弁１６ｃを閉じる。

これにより、本実施形態の冷房モードでは、図８の白抜き矢印に示すように、圧縮機５１→室内凝縮器１２→（高段側膨張弁１３ａ→気液分離器１４→）室外熱交換器１９→分岐部２０ａ→内部熱交換器２１の高圧側冷媒通路２１ａ→低段側膨張弁１３ｂ→室内蒸発器２２→内部熱交換器２１の低圧側冷媒通路２１ｂ→合流部２０ｂ→アキュムレータ２３→圧縮機５１の順に冷媒を循環させる冷凍サイクルが構成される。つまり、実質的に第１実施形態の冷房モードと同様の冷凍サイクルが構成される。

また、圧縮機５１の電動モータに出力される制御信号、低段側膨張弁１３ｂへ出力される制御信号、エアミックスドア駆動用の電動アクチュエータへ出力される制御信号等については、第１実施形態の冷房モードと同様に決定される。

従って、本実施形態の冷房モードでは、第１実施形態の冷房モードと同様に、車室内の冷房を実現することができ、さらに、内部熱交換器２１の作用によって冷凍サイクル装置１０のＣＯＰを向上させることができる。

（ｂ）暖房モード
本実施形態の暖房モードでは、空調制御装置４０が、高段側膨張弁１３ａを絞り状態とし、低段側膨張弁１３ｂを全閉状態とし、さらに、気相冷媒通路開閉弁１６ａを開き、低圧冷媒用通路開閉弁１６ｃを開く。

これにより、本実施形態の暖房モードでは、図８の黒塗り矢印に示すように、圧縮機５１→室内凝縮器１２→高段側膨張弁１３ａ→気液分離器１４→室外熱交換器１９→分岐部２０ａ→低圧冷媒用通路２４→合流部２０ｂ→アキュムレータ２３→圧縮機５１の順に冷媒を循環させるとともに、気液分離器１４の気相冷媒流出口１４ｆから気相冷媒通路１５および中間固定絞り１７を介して圧縮機５１の吸入口５１ａ側へ気相冷媒を流出させる冷凍サイクルが構成される。

また、圧縮機５１の電動モータに出力される制御信号、低段側膨張弁１３ｂへ出力される制御信号、エアミックスドア駆動用の電動アクチュエータへ出力される制御信号等については、第１実施形態の暖房モードと同様に決定される。

従って、本実施形態の暖房モードでは、第１実施形態の暖房モードと同様に、圧縮機５１の吐出口５１ｃから吐出された高温高圧冷媒が室内凝縮器１２へ流入して、送風機３２から送風されて室内蒸発器２２を通過した送風空気と熱交換して放熱する。これにより、送風空気が加熱される。

室内凝縮器１２から流出した冷媒は、高段側膨張弁１３ａにて低圧冷媒となるまで減圧されて、気液分離器１４へ流入する。気液分離器１４にて分離された気相冷媒は、気相冷媒通路開閉弁１６ａが開いているので、気相冷媒通路１５および中間固定絞り１７を介して圧縮機５１の吸入口５１ａ側へ流出する。

一方、気液分離器１４にて分離された液相冷媒は、室外熱交換器１９へ流入して、送風ファンから送風された外気と熱交換して吸熱する。室外熱交換器１９から流出した冷媒は、分岐部２０ａ、低圧冷媒用通路２４および合流部２０ｂを介して、アキュムレータ２３へ流入して気液分離される。

アキュムレータ２３にて分離された気相冷媒は、気液分離器１４から気相冷媒通路１５および中間固定絞り１７を介して圧縮機５１の吸入口５１ａ側へ流出した気相冷媒と合流して、圧縮機５１へ吸入される。

以上の如く、本実施形態の暖房モードでは、室内凝縮器１２にて冷媒を放熱させ、室外熱交換器１９にて冷媒を蒸発させる冷凍サイクルを構成し、室内凝縮器１２にて加熱された送風空気を車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の暖房を実現することができる。

（ｃ−１）第１除湿暖房モード
本実施形態の第１除湿暖房モードでは、空調制御装置４０が、高段側膨張弁１３ａおよび低段側膨張弁１３ｂを絞り状態とし、さらに、気相冷媒通路開閉弁１６ａを閉じ、低圧冷媒用通路開閉弁１６ｃを閉じる。

これにより、本実施形態の第１除湿暖房モードでは、図８の斜線ハッチング付き矢印に示すように、圧縮機５１→室内凝縮器１２→高段側膨張弁１３ａ→（気液分離器１４→）室外熱交換器１９→分岐部２０ａ→内部熱交換器２１の高圧側冷媒通路２１ａ→低段側膨張弁１３ｂ→室内蒸発器２２→内部熱交換器２１の低圧側冷媒通路２１ｂ→合流部２０ｂ→アキュムレータ２３→圧縮機５１の順に冷媒を循環させる冷凍サイクルが構成される。つまり、実質的に第１実施形態の第１除湿暖房モードと同様の冷凍サイクルが構成される。

また、圧縮機５１の電動モータに出力される制御信号、低段側膨張弁１３ｂへ出力される制御信号、エアミックスドア駆動用の電動アクチュエータへ出力される制御信号等については、第１実施形態の第１除湿暖房モードと同様に決定される。

（ｃ−２）第２除湿暖房モード
本実施形態の第２除湿暖房モードでは、空調制御装置４０が、高段側膨張弁１３ａを絞り状態とし、低段側膨張弁１３ｂを全開状態とし、さらに、気相冷媒通路開閉弁１６ａを開き、低圧冷媒用通路開閉弁１６ｃを閉じる。

これにより、本実施形態の第２除湿暖房モードでは、図８の網掛けハッチング付き矢印に示すように、圧縮機５１→室内凝縮器１２→高段側膨張弁１３ａ→気液分離器１４→室外熱交換器１９→分岐部２０ａ→内部熱交換器２１の高圧側冷媒通路２１ａ→低段側膨張弁１３ｂ→室内蒸発器２２→内部熱交換器２１の低圧側冷媒通路２１ｂ→合流部２０ｂ→アキュムレータ２３→圧縮機５１の順に冷媒を循環させるとともに、気液分離器１４の気相冷媒流出口１４ｆから気相冷媒通路１５および中間固定絞り１７を介して圧縮機５１の吸入口５１ａ側へ気相冷媒を流出させる冷凍サイクルが構成される。

また、圧縮機５１の電動モータに出力される制御信号、低段側膨張弁１３ｂへ出力される制御信号、エアミックスドア駆動用の電動アクチュエータへ出力される制御信号等については、第１実施形態の第２除湿暖房モードと同様に決定される。

従って、本実施形態の第２除湿暖房モードでは、第１実施形態の第２除湿暖房モードと同様に、圧縮機５１の吐出口５１ｃから吐出された高温高圧冷媒が室内凝縮器１２へ流入し、室内蒸発器２２にて冷却されて除湿された送風空気の一部と熱交換して放熱する。これにより、送風空気の一部が加熱されて吹出空気温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯに近づく。

室内凝縮器１２から流出した冷媒は、高段側膨張弁１３ａにて低圧冷媒となるまで減圧されて、気液分離器１４へ流入する。気液分離器１４にて分離された気相冷媒は、気相冷媒通路開閉弁１６ａが開いているので、気相冷媒通路１５および中間固定絞り１７を介して圧縮機５１の吸入口５１ａ側へ流出する。

一方、気液分離器１４にて分離された液相冷媒は、室外熱交換器１９へ流入して、送風ファンから送風された外気と熱交換して吸熱する。室外熱交換器１９から流出した冷媒は、低圧冷媒用通路開閉弁１６ｃが閉じているので、分岐部２０ａを介して内部熱交換器２１の高圧側冷媒通路２１ａへ流入する。

この際、低段側膨張弁１３ｂが全開状態となっているので、内部熱交換器２１の高圧側冷媒通路２１ａへ流入する冷媒と低圧側冷媒通路２１ｂを流通する冷媒との温度差は比較的小さくなっている。従って、内部熱交換器２１の高圧側冷媒通路２１ａへ流入した冷媒は、低圧側冷媒通路２１ｂを流通する冷媒と殆ど熱交換することなく、高圧側冷媒通路２１ａを流通する際に生じる圧力損失分だけ圧力低下する。

内部熱交換器２１の高圧側冷媒通路２１ａから流出した冷媒は、低段側膨張弁１３ｂを介して、室内蒸発器２２へ流入する。この際、低段側膨張弁１３ｂが全開状態となっているので、内部熱交換器２１の高圧側冷媒通路２１ａから流出した冷媒は、低段側膨張弁１３ｂにて殆ど減圧されることなく、室内蒸発器２２へ流入する。

室内蒸発器２２へ流入した冷媒は、送風機３２から送風された送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、送風空気が冷却されて除湿される。室内蒸発器２２から流出した冷媒は、内部熱交換器２１の低圧側冷媒通路２１ｂおよび合流部２０ｂを介して、アキュムレータ２３へ流入して気液分離される。以降の作動は暖房モードと同様である。

以上の如く、第２除湿暖房モードでは、室内凝縮器１２にて冷媒を放熱させ、室外熱交換器１９および室内蒸発器２２にて冷媒を蒸発させる冷凍サイクルを構成し、室内蒸発器２２にて冷却して除湿された送風空気を室内凝縮器１２にて再加熱して車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の除湿暖房を実現することができる。

本実施形態の車両用空調装置１によれば、以上説明したように、冷凍サイクル装置１０ａの冷媒回路を切り替えることによって、車室内の冷房、暖房、および除湿暖房を行うことができ、車室内の快適な空調を実現することができる。

さらに、本実施形態の冷凍サイクル装置１０ａでは、第２除湿暖房モード時に、気液分離器１４にて分離された液相冷媒を室外熱交換器１９へ流入させることができるので、室外熱交換器１９から流出する冷媒の乾き度の上昇を抑制することができる。従って、第２除湿暖房モード時に、第１実施形態と同様に、室内凝縮器１２における送風空気の加熱能力を効果的に向上させることができる。

（第３実施形態）
本実施形態では、第１実施形態に対して、図９の全体構成図に示すように、冷凍サイクル装置１０ｂの構成を変更した例を説明する。

具体的には、本実施形態の冷凍サイクル装置１０ｂでは、第２実施形態の冷凍サイクル装置１０ａに対して、気相冷媒通路１５、気相冷媒通路開閉弁１６ａおよび中間固定絞り１７を廃止している。さらに、本実施形態では、気液分離器１４の気相冷媒流出口１４ｆを閉塞している。その他の構成は第１実施形態と同様である。

次に、上記構成における本実施形態の作動について説明する。本実施形態の車両用空調装置１の基本的な作動は、第１実施形態と同様である。従って、第１実施形態と同様に、冷房モード、暖房モード、除湿暖房モードの運転が実行される。なお、本実施形態では、気相冷媒通路開閉弁１６ａ等が廃止されているので、第１除湿暖房モードにおける冷媒回路と第２除湿暖房モードにおける冷媒回路は同等となる。

（ａ）冷房モード
本実施形態の冷房モードでは、空調制御装置４０が、高段側膨張弁１３ａを全開状態とし、低段側膨張弁１３ｂを絞り状態とし、さらに、低圧冷媒用通路開閉弁１６ｃを閉じる。

これにより、本実施形態の冷房モードでは、図９の白抜き矢印に示すように、第２実施形態の冷房モードと同様の順で冷媒を循環させる冷凍サイクルが構成され、第２実施形態の冷房モードと同様に作動させることができる。従って、本実施形態の冷房モードでは、第２実施形態の冷房モードと同様に、車室内の冷房を実現することができる。

（ｂ）暖房モード
本実施形態の暖房モードでは、空調制御装置４０が、高段側膨張弁１３ａを絞り状態とし、低段側膨張弁１３ｂを全閉状態とし、さらに、低圧冷媒用通路開閉弁１６ｃを開く。

これにより、本実施形態の暖房モードでは、図９の黒塗り矢印に示すように、圧縮機５１→室内凝縮器１２→高段側膨張弁１３ａ→気液分離器１４→室外熱交換器１９→分岐部２０ａ→低圧冷媒用通路２４→合流部２０ｂ→アキュムレータ２３→圧縮機５１の順に冷媒を循環させる冷凍サイクルが構成される。

また、圧縮機５１の電動モータに出力される制御信号、低段側膨張弁１３ｂへ出力される制御信号、エアミックスドア駆動用の電動アクチュエータへ出力される制御信号等については、第１実施形態の暖房モードと同様に決定される。

従って、本実施形態の暖房モードでは、室内凝縮器１２にて冷媒を放熱させ、室外熱交換器１９にて冷媒を蒸発させる冷凍サイクルを構成し、室内凝縮器１２にて加熱された送風空気を車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の暖房を実現することができる。

（ｃ）除湿暖房モード
本実施形態の除湿暖房モードでは、空調制御装置４０が、高段側膨張弁１３ａを絞り状態とし、低段側膨張弁１３ｂを絞り状態あるいは全開状態とし、さらに、低圧冷媒用通路開閉弁１６ｃを開く。

これにより、本実施形態の除湿暖房モードでは、図９の斜線ハッチング付き矢印に示すように、冷房モードと同様の順で冷媒が循環する冷凍サイクルが構成される。また、圧縮機５１の電動モータに出力される制御信号、高段側膨張弁１３ａおよび低段側膨張弁１３ｂへ出力される制御信号、エアミックスドア駆動用の電動アクチュエータへ出力される制御信号等については、第１実施形態の冷房モードと同様に決定される。

より詳細には、本実施形態の除湿暖房モードでは、目標吹出温度ＴＡＯの上昇に伴って、高段側膨張弁１３ａが絞り開度を減少させるので、室外熱交換器１９へ流入する冷媒の温度も低下する。そして、室外熱交換器１９へ流入する冷媒の温度が外気温Ｔａｍ以上になっている場合は、第１除湿暖房モードとなり、室外熱交換器１９へ流入する冷媒の温度が外気温Ｔａｍより低くなっている場合は、第２除湿暖房モードとなる。

従って、本実施形態の第１除湿暖房モードでは、室内凝縮器１２および室外熱交換器１９にて冷媒を放熱させ、室外熱交換器１９にて冷媒を蒸発させる冷凍サイクルを構成し、さらに、第２除湿暖房モードでは、室内凝縮器１２にて冷媒を放熱させ、室外熱交換器１９および室外熱交換器１９にて冷媒を蒸発させる冷凍サイクルを構成することができる。そして、室内蒸発器２２にて冷却して除湿された送風空気を室内凝縮器１２にて再加熱して車室内へ吹き出すことで、車室内の除湿暖房を実現することができる。

本実施形態の車両用空調装置１によれば、以上説明したように、冷凍サイクル装置１０ｂの冷媒回路を切り替えることによって、車室内の冷房、暖房、および除湿暖房を行うことができ、車室内の快適な空調を実現することができる。

さらに、本実施形態の冷凍サイクル装置１０ｂでは、気液分離器１４にて分離された気相冷媒を流通させる気相冷媒通路１５が廃止されているものの、気液分離器１４にて分離された液相冷媒を、気相冷媒に対して優先的に室外熱交換器１９へ流入させることができる。従って、第２除湿暖房モード時に、第１実施形態と同様に、室内凝縮器１２における送風空気の加熱能力を効果的に向上させることができる。

（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。

（１）上述の実施形態では、本発明に係る冷凍サイクル装置１０、１０ａ、１０ｂをハイブリッド車両の空調装置に適用した例を説明したが、冷凍サイクル装置１０〜１０ｂの適用はこれに限定されない。例えば、車両走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得る電気自動車（燃料電池車両を含む）や、内燃機関（エンジン）から車両走行用の駆動力を得る通常の車両の空調装置に適用してもよい。

また、内燃機関を有する車両に適用する場合は、車両用空調装置１に送風空気の補助加熱手段として内燃機関の冷却水を熱源として送風空気を加熱するヒータコアを設けてもよい。さらに、本発明に係る冷凍サイクル装置１０〜１０ｂは、車両用に限定されることなく、定置型空調装置、冷温保存庫、液体加熱冷却装置等に適用してもよい。

（２）上述の実施形態では、気液分離手段として遠心分離方式の気液分離器１４を採用した例を説明したが、気液分離手段はこれに限定されない。例えば、気液二相状態の冷媒を衝突板に衝突させることによって減速させ、密度の高い液相冷媒を下方側へ落下させることによって気液分離する重力落下式の気液分離器、さらに波状に折り曲げられた付着板に液相冷媒を付着されることによって気液分離する表面張力式の気液分離器等を採用してもよい。

（３）上述の実施形態では、蒸発判定手段を構成する制御ステップＳ８１にて、室外器出口側冷媒温度Ｔｓが外気温Ｔａｍよりも低くなっている場合に、室外熱交換器１９にて冷媒が蒸発していると判定する例を説明したが、蒸発判定手段はこれに限定されない。

例えば、蒸発判定手段が、低段側膨張弁１３ｂの絞り開度が予め定めた基準開度よりも大きくなっている際に、室外熱交換器１９にて冷媒が蒸発していると判定するようにしてもよい。より具体的には、蒸発判定手段として、低段側膨張弁１３ｂが全開状態となっている際に、室外熱交換器１９にて冷媒が蒸発していると判定するものを採用してもよい。

これによれば、 車室内の除湿暖房を行う際に、目標吹出温度ＴＡＯの上昇に伴って、高段側膨張弁１３ａの絞り開度を減少させるとともに、低段側膨張弁１３ｂの絞り開度を増加させるようにして、低段側膨張弁１３ｂが絞り状態となっている場合を第１除湿暖房モードとし、低段側膨張弁１３ｂが全開状態となっている場合を第２除湿暖房モードとすることができる。

（４）上述の実施形態では、空調制御プログラムを実行することによって、目標吹出温度ＴＡＯ等に基づいて、冷凍サイクル装置１０〜１０ｂの各運転モードを切り替えた例を説明したが、各運転モードの切り替えはこれに限定されない。例えば、操作パネルに各運転モードを設定する運転モード設定スイッチを設け、当該運転モード設定スイッチの操作信号に応じて、暖房モードと冷房モードおよび第１、第２除湿暖房モードを切り替えるようにしてもよい。

（５）上述の実施形態では、第１、第２減圧手段として可変絞り機構で構成された高段側膨張弁１３ａおよび低段側膨張弁１３ｂを採用した例を説明したが、第１、第２減圧手段として、ノズル、オリフィス、キャピラリチューブ等で構成された固定絞りを採用してもよい。

（６）上述の実施形態では、暖房モード時および冷房モード時に、室内凝縮器１２側の空気通路および冷風バイパス通路３５のうちいずれか一方を閉塞するようにエアミックスドア３４を作動させる例について説明したが、エアミックスドア３４の作動はこれに限定されない。つまり、暖房モード時および冷房モード時にも第１、第２除湿暖房モードと同様に、吹出空気温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯに近づくようにエアミックスドア３４の開度を調整してもよい。

１１、５１ 圧縮機
１１ａ、５１ａ 吸入口
１２ 室内凝縮器
１３ａ、１３ｂ 高段側膨張弁、低段側膨張弁
１４ 気液分離器
１４ｇ 液相冷媒流出口
１９ 室外熱交換器
２１ 内部熱交換器
２２ 室内蒸発器

Claims (5)

1. 冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、
   前記圧縮機（１１）から吐出された高圧冷媒と空調対象空間へ送風される送風空気とを熱交換させて前記送風空気を加熱する放熱器（１２）と、
   前記放熱器（１２）から流出した冷媒を減圧させる第１減圧手段（１３ａ）と、
   前記第１減圧手段（１３ａ）下流側の冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（１９）と、
   前記室外熱交換器（１９）から流出した冷媒を減圧させる第２減圧手段（１３ｂ）と、
   前記第２減圧手段（１３ｂ）下流側の低圧冷媒と前記放熱器（１２）にて加熱される前の前記送風空気とを熱交換させて前記送風空気を冷却する蒸発器（２２）と、
   前記室外熱交換器（１９）の冷媒出口側から前記第２減圧手段（１３ｂ）の入口側へ至る冷媒流路を流通する冷媒と前記蒸発器（２２）の冷媒出口側から前記圧縮機（１１）の吸入口（１１ａ）側へ至る冷媒流路を流通する冷媒とを熱交換させる内部熱交換器（２１）と、
   前記第１減圧手段（１３ａ）から流出した冷媒の気液を分離する気液分離手段（１４）とを備え、
   前記気液分離手段（１４）の液相冷媒流出口（１４ｇ）は、前記室外熱交換器（１９）の冷媒入口側に接続されており、
   前記圧縮機（１１）は、前記吸入口（１１ａ）から吸入した低圧冷媒を中間圧冷媒となるまで昇圧させる低段側圧縮機構、および中間圧吸入口（１１ｂ）から吸入した冷媒と前記低段側圧縮機構から吐出された冷媒とを高圧冷媒となるまで昇圧させる高段側圧縮機構を有し、
   さらに、前記気液分離手段（１４）の気相冷媒流出口（１４ｆ）から前記中間圧吸入口（１１ｂ）側へ気相冷媒を導く気相冷媒通路（１５）と、
   前記気相冷媒通路（１５）を開閉する気相冷媒通路開閉手段（１６ａ）と、
   前記室外熱交換器（１９）にて冷媒が蒸発していることを判定する蒸発判定手段（Ｓ８１）とを備え、
   前記気相冷媒通路開閉手段（１６ａ）は、前記蒸発判定手段（Ｓ８１）によって、前記室外熱交換器（１９）にて冷媒が蒸発していると判定された際に、前記気相冷媒通路（１５）を開くことを特徴とする冷凍サイクル装置。
2. 冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（５１）と、
   前記圧縮機（５１）から吐出された高圧冷媒と空調対象空間へ送風される送風空気とを熱交換させて前記送風空気を加熱する放熱器（１２）と、
   前記放熱器（１２）から流出した冷媒を減圧させる第１減圧手段（１３ａ）と、
   前記第１減圧手段（１３ａ）下流側の冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（１９）と、
   前記室外熱交換器（１９）から流出した冷媒を減圧させる第２減圧手段（１３ｂ）と、
   前記第２減圧手段（１３ｂ）下流側の低圧冷媒と前記放熱器（１２）にて加熱される前の前記送風空気とを熱交換させて前記送風空気を冷却する蒸発器（２２）と、
   前記室外熱交換器（１９）の冷媒出口側から前記第２減圧手段（１３ｂ）の入口側へ至る冷媒流路を流通する冷媒と前記蒸発器（２２）の冷媒出口側から前記圧縮機（５１）の吸入口（５１ａ）側へ至る冷媒流路を流通する冷媒とを熱交換させる内部熱交換器（２１）と、
   前記第１減圧手段（１３ａ）から流出した冷媒の気液を分離する気液分離手段（１４）とを備え、
   前記気液分離手段（１４）の液相冷媒流出口（１４ｇ）は、前記室外熱交換器（１９）の冷媒入口側に接続されており、
   さらに、前記気液分離手段（１４）の気相冷媒流出口（１４ｆ）から前記吸入口（５１ａ）側へ気相冷媒を導く気相冷媒通路（１５）と、
   前記気相冷媒通路（１５）を開閉する気相冷媒通路開閉手段（１６ａ）と、
   前記室外熱交換器（１９）にて冷媒が蒸発していることを判定する蒸発判定手段（Ｓ８１）とを備え、
   前記気相冷媒通路開閉手段（１６ａ）は、前記蒸発判定手段（Ｓ８１）によって、前記室外熱交換器（１９）にて冷媒が蒸発していると判定された際に、前記気相冷媒通路（１５）を開くことを特徴とする冷凍サイクル装置。
3. 前記室外熱交換器（１９）を流通する冷媒の温度を検出する室外器温度検出手段（４４）と、
   外気温（Ｔａｍ）を検出する外気温検出手段とを備え、
   前記蒸発判定手段（Ｓ８１）は、前記室外熱交換器（１９）を流通する冷媒の温度が外気温よりも低くなっている際に、前記室外熱交換器（１９）にて冷媒が蒸発していると判定するものであることを特徴とする請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置。
4. 前記第２減圧手段（１３ｂ）は、絞り開度を変更可能に構成された可変絞り機構で構成
   されており、
   前記蒸発判定手段（Ｓ８１）は、前記第２減圧手段（１３ｂ）の絞り開度が予め定めた基準開度よりも大きくなっている際に、前記室外熱交換器（１９）にて冷媒が蒸発していると判定するものであることを特徴とする請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置。
5. 前記第１減圧手段（１３ａ）は、絞り開度を変更可能に構成された可変絞り機構で構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。

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